簡婷
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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防孤島保護裝置在分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

在分布式光伏系統(tǒng)中，防孤島保護裝置起著至關重要的作用。

安裝位置上，它一般安裝在逆變器和電網(wǎng)之間。當電網(wǎng)正常供電時，它在后臺默默監(jiān)控電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)。例如，在一個居民小區(qū)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，正常情況下，光伏發(fā)出的電通過逆變器轉換后經(jīng)防孤島保護裝置接入電網(wǎng)。

當電網(wǎng)因故障停電，如線路檢修、過載跳閘等情況時，防孤島保護裝置能迅速檢測到電網(wǎng)電壓的消失或異常變化。它會在短時間內(nèi)（通常不超過 2 秒）動作，使逆變器停止向電網(wǎng)輸電，斷開光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，避免形成孤島。

而且，裝置能夠記錄孤島事件的相關數(shù)據(jù)，如發(fā)生時間、電壓頻率變化等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)分析電網(wǎng)故障情況，幫助運維人員更好地維護分布式光伏系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行以及電網(wǎng)和人員的安全。

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安科瑞防孤島保護裝置介紹

AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。具有逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護等保護功能。

根據(jù) GB/T 50865-2013 "當光伏發(fā)電系統(tǒng)設計為不可逆并網(wǎng)方式，應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。"

防孤島保護裝置在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的應用

在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中，防孤島保護裝置主要用于檢測電網(wǎng)的運行狀態(tài)。當電網(wǎng)停電時，裝置可以迅速檢測到這一情況，防止儲能系統(tǒng)繼續(xù)向電網(wǎng)側供電，避免形成 “孤島效應”。孤島效應可能會對維修人員等造成觸電危險。

同時，防孤島保護裝置能夠保障儲能系統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定運行。它可以準確控制儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接和斷開，使得儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)故障等異常情況下能按照設定的策略進行動作，如停止供電或切換到離網(wǎng)運行模式等。

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防孤島保護裝置在光儲充系統(tǒng)中的應用

在光儲充系統(tǒng)中，防孤島保護裝置起到關鍵作用。

首先，它用于監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)。正常情況下，光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，當電網(wǎng)出現(xiàn)故障，如斷電、電壓驟降或頻率異常時，防孤島保護裝置能夠及時感知這種變化。

其次，避免孤島現(xiàn)象。一旦檢測到電網(wǎng)故障，裝置會立即動作，切斷光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，防止光儲充系統(tǒng)獨立向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島運行可能會對電力檢修人員造成安全威脅，如觸電風險。而且孤島運行時的電壓和頻率可能會超出正常范圍，損壞系統(tǒng)中的設備。

另外，在系統(tǒng)恢復階段，防孤島保護裝置可以確保光儲充系統(tǒng)在電網(wǎng)恢復正常后，安全、穩(wěn)定、有序地重新接入電網(wǎng)，保障整個系統(tǒng)的正常運行。

AM5SE-IS在微電網(wǎng)智慧能源管理平臺中的運用

AM5SE - IS設備能夠快速檢測電力系統(tǒng)中的故障。當電網(wǎng)中出現(xiàn)短路、過載等故障時，它能夠憑借其內(nèi)置的檢測算法，在很短的時間內(nèi)識別故障信號。例如，一旦電流超過設定的閾值，它就會判定可能存在過載情況。

這些故障信息會立即傳送給微電網(wǎng)智慧能源管理平臺。平臺結合 AM5SE - IS 傳來的故障位置、類型等詳細信息，以及其他設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行綜合診斷。就像醫(yī)生看病一樣，通過多個 “癥狀” 來準確判斷故障的根源。比如，如果 AM5SE - IS檢測到某條支路的電流異常變大且電壓下降，同時其他相關設備顯示該支路連接的設備出現(xiàn)絕緣損壞報警，微電網(wǎng)智慧能源管理平臺就能更準確地判斷是該設備的絕緣故障導致了短路。

同時，AM5SE - IS 還可以接收微電網(wǎng)智慧能源管理平臺發(fā)出的控制指令，對能源設備進行直接控制。比如，當平臺判斷某個電機的運行效率較低，需要調(diào)整其運行參數(shù)時，就可以通過 AM5SE - IS向電機的控制器發(fā)送指令，調(diào)整電機的轉速、電壓等參數(shù)，從而優(yōu)化電機的能源利用效率。

結束語

安科瑞防孤島保護裝置在新能源領域發(fā)揮著重要作用。它是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關鍵防線，能夠有效防止孤島現(xiàn)象的發(fā)生，避免因孤島效應導致的電網(wǎng)設備損壞、人員安全威脅以及電力系統(tǒng)故障擴大等問題。

在保護新能源發(fā)電設備方面，該裝置可及時切斷設備與電網(wǎng)的連接，防止設備因過載、電壓和頻率不穩(wěn)定等因素而受損，延長設備使用壽命，降低維修成本和更換頻率，確保新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠運行。

同時，安科瑞防孤島保護裝置還具備自動控制和故障監(jiān)測報警功能，不僅能在電網(wǎng)恢復正常時自動合閘，提高運維效率，還可為運維人員提供詳細的故障信息，助力快速定位和解決問題，提升整個新能源系統(tǒng)的運維管理水平。

什么是孤島效應？

孤島效應是指在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種異常情況。

當公共電網(wǎng)因故障停電或者其他原因斷電時，原本接入電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)（如太陽能電站、風力發(fā)電場）如果沒有及時與電網(wǎng)斷開，就會繼續(xù)向其周圍的一部分用電負荷供電。這樣一來，這部分由分布式電源單獨供電的區(qū)域就好像在停電的 “大?！保ㄖ麟娋W(wǎng)斷電區(qū)域）中形成了一個電力 “孤島”。

例如，一個小區(qū)附近有一個光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)。正常情況下，小區(qū)的用電是由大電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)共同供電。當大電網(wǎng)因故障停電后，如果光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有停止供電，小區(qū)的部分區(qū)域仍能有電，這就出現(xiàn)了孤島效應。這可能會導致電力檢修人員誤判線路狀態(tài)，產(chǎn)生安全風險，同時對發(fā)電設備和用戶設備也會造成損害。

防孤島保護裝置的作用

○防止孤島效應

當電網(wǎng)斷電時，能及時切斷分布式電源（如光伏、風電）與電網(wǎng)的連接，避免分布式電源單獨向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島會使電網(wǎng)停電區(qū)域仍帶電，產(chǎn)生安全隱患。

○保障人員安全

在電網(wǎng)停電后，如果沒有防孤島保護，維修人員可能會誤以為線路沒電而進行操作，有觸電風險。該裝置可以避免這種情況，保障維修人員安全。

○保護用電設備

孤島運行時，發(fā)電系統(tǒng)輸出的電壓、頻率等電能質量參數(shù)可能不穩(wěn)定。防孤島保護裝置能防止這種異常電能質量對用戶設備造成損壞。

○保護發(fā)電設備自身

孤島狀態(tài)下，發(fā)電設備可能會因過載、過頻或過壓等異常工況而損壞。該裝置通過及時動作，能有效避免這些問題，延長發(fā)電設備的使用壽命。

審核編輯 黃宇